JP2022158982A - 伝熱システムおよび伝熱システムの作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】相変化物質（ＰＣＭ）を含む、または相変化物質（ＰＣＭ）から成る、熱媒液が冷却回路内を循環する伝熱システムと伝熱システムの作動方法とを提供する。【解決手段】冷却回路内に位置するセンサシステムから得られた情報に基づき、熱媒液の複合相状態値が判定される。このセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、またはこれらセンサから成る。「相状態」とは、そのＰＣＭの結晶化／凝固量に関する熱媒液の品質を意味し、熱媒液内で結晶化が発生しているかどうかの情報を提供する。本システムおよび方法は、凝固したＰＣＭによるシステムの室内熱交換器の流路に起こり得る閉塞と室内熱交換器の伝熱面への固体ＰＣＭ（結晶）の望ましくない堆積とを確実且つ効果的に防止できる。【選択図】図６

Description

本開示は、相変化物質（ＰＣＭ：ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む、またはこの物質から成る熱媒液が、冷却回路内を循環する伝熱システムと伝熱システムの作動方法とに関する。本システムおよび方法においては、冷却回路内に位置するセンサシステムから取得された情報に基づき、熱媒液の複合相状態値が求められる。このセンサシステムは、温度センサと電気抵抗センサを備え、またはこれらセンサから成り、これらセンサは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現される。「相状態」とは、そのＰＣＭの結晶化／凝固量に関する熱媒液の品質を意味し、熱媒液内で結晶化が起きているかどうかの情報を提供する。本システムおよび方法は、凝固したＰＣＭによるシステムの室内熱交換器の流路に起こり得る閉塞と室内熱交換器の伝熱面への固体ＰＣＭ（結晶）の望ましくない堆積とを確実且つ効果的に防止できる。

相変化物質（ＰＣＭ）を使用する静的蓄熱システムにおける、またはＰＣＭが封入された動的伝熱システム（すなわち流動システム）における、相変化プロセスは、ＰＣＭが封入されていない動的伝熱システム（すなわち流動システム）に比べ、引き起こされる問題が小さい。その理由は、システムの狭い移送流路内での熱媒液の非封入ＰＣＭの相変化／結晶化は、流路の閉塞、または伝熱面への結晶の望ましくない堆積、を招き得るからである。ＰＣＭスラリーの流動中に相（またはチャージ）状態を精確に判定できると、移送システムのより良好な制御が可能になるであろう。更に、上記の悪影響を回避するために、移送経路の複数の特定点において固液転移を操作することが望ましい。

第１の課題は、チャージ／相状態（ＳＯＣ／Ｐ：ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ／ｐｈａｓｅ）の精確な判定である。特に、液体から固体／スラリーへの、およびこの逆の、転移中の相転移温度がほぼ一定である場合は、スラリー流の温度を直接測定する伝統的な直接的方法は不利である。相転移が広い温度範囲にわたって発生する場合、単一パラメータとしての温度の測定は、ＳＯＣ／Ｐ判定に誤差を招くことになる。

ここ何年にもわたって種々のＳＯＣ／Ｐ判定方法が公開または特許付与されている。ただし、これらの方法は極めて複雑であるか、または大きな誤差マージンをもたらす。実際の応用例においてＰＣＭスラリーのポテンシャルを完全に実現するには、伝熱システムにおける相状態の評価のために、より精確で低コストの方法が必要とされている。

非流動式蓄熱用途のために使用されている多くの単一成分相変化物質は、相転移中の温度範囲が極めて狭い。その結果、ＰＣＭの温度測定は、相転移中のその相状態（ＳＯＰ）を予測するためにあまり役に立たない。

この問題を回避するために、従来技術において公知であるのは、ＰＣＭ状態が相転移領域の内側か外側かに応じて、温度と他の熱物理的性質（例えば圧力）との間を別々に切り換えることである。小さいが無視できない温度範囲（２０重量％ＴＢＡＢに対して～８℃）にわたって相変化するＴＢＡＢなどの相変化スラリーの場合、相転移領域内での温度測定は、ＳＯＰの予測に使用できる有用な情報を依然として提供する。ただし、判定精度は低い。

特許文献１は、蓄熱媒体と冷媒との間の熱交換により蓄熱するための蓄熱槽における蓄熱量を精度よく測定できる蓄熱装置および蓄熱量測定方法を開示している。この装置および方法は、ＰＣＭを有する熱媒液の熱容量（「蓄熱量」）を求め、それを蓄熱装置の制御に実際に使用しているが、そのＰＣＭの結晶化／凝固量に関して求められた熱媒液の品質を蓄熱装置の制御に使用していない。すなわち、この文献に開示されている制御および方法は、熱媒液内のＰＣＭの結晶化／凝固に関連付けられる諸欠点を防止できない。

特開２００７－２４０１３０号公報

したがって、本開示の目的は、従来技術のシステムおよび方法の欠点を有さない伝熱システムと伝熱システムの作動方法とを提供することであった。具体的には、本システムおよび方法は、そのＰＣＭの結晶化／凝固量に関して本システムおよび／または方法において使用される熱媒液の品質の高精度の判定を保証する必要がある。更に、本システムおよび方法は、本システムおよび方法に使用される室内熱交換器の内部の狭い流路が固体の相変化物質によって閉塞されることを確実に防止する必要があり、更には本システムおよび方法に使用される室内熱交換器の伝熱面への固体の相変化物質（結晶）の望ましくない堆積を防止する必要がある。好ましくは、本システムおよび方法は、室内熱交換器に送給される冷却量が前記室内熱交換器内への熱媒液の流量に（線形）従属することも保証する必要がある。

この課題は、請求項１に記載の伝熱システムによって、および請求項９に記載の方法によって、解決される。従属請求項は、有利な実施形態を示している。

本開示によると、伝熱システムが提供される。本伝熱システムは、
ａ）第１の熱媒液と、圧縮器と、凝縮器と、膨張装置と、室外熱交換器とを備えた冷凍回路と、
ｂ）相変化物質を備えた、または相変化物質から成る、第２の熱媒液と、この第２の熱媒液を冷却回路の周囲に循環させるためのポンプと、第２の熱媒液から第１の熱媒液に熱を伝達するための熱交換器と、冷却対象空間から第２の熱媒液に熱を伝達させるための少なくとも１つの室内熱交換器とを備えた冷却回路と、
ｃ）温度センサと電気抵抗センサとを備えた、または温度センサと電気抵抗センサとから成る、冷却回路内のセンサシステムであって、温度センサおよび電気抵抗センサは２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された、センサシステムと、
ｄ）センサシステムから温度情報および電気抵抗情報を取得するように構成された制御装置と、
を備え、
制御装置は、
取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求め、
求められた複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）に基づき、伝熱システムの動作を制御する、
ように構成されている。

取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるように制御装置が構成されることにより、制御装置は、熱媒液のＳＯＰを求めるために熱媒液の温度または電気抵抗のみが使用された場合に比べ、ＰＣＭの相転移領域における熱媒液のＳＯＰをより高い精度で求めることができる。

本開示によると、用語「相状態」は、熱媒液のＰＣＭの残りの熱容量の量を指すのではなく、そのＰＣＭの結晶化／凝固量に関する熱媒液の品質を指す。したがって、本開示による熱媒液の相状態の判定は、熱媒液内のＰＣＭの結晶化が発生しているときの判定を可能にする。

前記求められたＳＯＰ値に基づき伝熱システムの動作を制御することにより、システムは、室内熱交換器の流路の閉塞を防止でき、更にはその伝熱面への結晶の望ましくない堆積を防止できる。本開示のシステムは単純且つ効果的であり、高価な機器類を必要としない。

本システムにおいて、センサシステムの温度センサは、熱電対ベースのセンサ、サーミスタセンサ、ＲＴＤベースのセンサ、およびこれらの組み合わせから成る群から選択可能である。電気抵抗センサは、導電率センサ（抵抗は電導度の逆数であるので）、較正されたＲＴＤベースのセンサ、およびこれらの組み合わせから成る群から選択可能である。温度・電気抵抗複合センサは、較正されたＲＴＤとすることができる。

本システムにおいて、熱媒液のＰＣＭは、非封入ＰＣＭであることが好ましい。ＰＣＭは、無機ＰＣＭ、好ましくは塩、より好ましくは包接水和物を含み得る、または無機ＰＣＭ、好ましくは塩、より好ましくは包接水和物から成り得る。包接水和物（ＣＨＳ：ｃｌａｔｈｒａｔｅ ｈｙｄｒａｔｅｓ）、例えば臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ：ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）およびトリメチロールエタン（ＴＭＥ：ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｅｔｈａｎｅ）、の電気抵抗は、包接水和物のＳＯＰと相関可能であることが判明している。

本システムは、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるために、制御装置が、
ｉ）熱媒液の温度（Ｔ_ｍｅ）をセンサシステムから取得し、
ｉｉ）熱媒液の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）をセンサシステムから取得し、
ｉｉｉ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、
ｉｖ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、
ｖ）温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、重み付けされた温度成分を求め、
ｖｉ）第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、重み付けされた電気抵抗成分を求め、
ｖｉｉ）第１の重み付けされた温度成分と第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求める、
ように構成されることを特徴とし得る。

温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）および電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）の重み付けのための、温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）への温度係数（β）の適用、および電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）への１と温度係数（β）との間の差（すなわち１マイナスβ）の適用は、ＰＣＭの二相領域全体にわたって適用可能な連続複合関数をもたらす。

本システムは、センサシステムが少なくとも１つの室内熱交換器の上流に位置することを特徴とし得る。本システムは、少なくとも１つの室内熱交換器の下流に位置する第２のセンサシステムを備えることができる。この第２のセンサシステムは温度センサと電気抵抗センサとを備え、これらセンサは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現される。この場合、制御装置は、
ｉ）センサシステムと第２のセンサシステムとから温度情報を取得し、センサシステムと第２のセンサシステムとから電気抵抗情報を取得し、
ｉｉ）取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき、少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求め、
ｉｉｉ）求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）に基づき、伝熱システムの動作を制御する、
ように構成される。

少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求め、求められたΔＳＯＰに基づきシステムの動作を制御することの利点は、室内熱交換器に送給される冷却が熱媒液の流量に（線形）従属することを保証できる点である。すなわち、冷却効率をより精確に制御できる。

少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるために、制御装置は、好ましくは、
ｉ）熱媒液の第１の温度（Ｔ_ｍｅ）をセンサシステムから取得し、熱媒液の第２の温度（Ｔ_ｍｅ）を第２のセンサシステムから取得し、
ｉｉ）熱媒液の第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）をセンサシステムから取得し、第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を第２のセンサシステムから取得し、
ｉｉｉ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を第１の温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を第２の温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、
ｉｖ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、
ｖ）第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、第１の重み付けされた温度成分を求め、第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、第２の重み付けされた温度成分を求め、
ｖｉ）第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第１の重み付けされた電気抵抗成分を求め、第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と温度係数（β）との間の差と、の積を算出することによって、第２の重み付けされた電気抵抗成分を求め、
ｖｉｉ）第１の重み付けされた温度成分と第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第１の複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求め、第２の重み付けされた温度成分と第２の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第２の複合相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）を求め、
ｖｉｉｉ）第２の相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）と第１の相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）との間の差を算出することによって、少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求める、
ように構成される。

本システムは、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を求めるために、制御装置が、
Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝０であり、
Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝１であり、
Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．１～０．９の範囲内、より好ましくは０．２～０．８の範囲内、更に好ましくは０．３～０．７の範囲内、特に好ましくは０．４～０．６の範囲内、特に０．５、である、
ように構成され、
式中、
Ｔ_ｍｅは、測定された温度の値であり、
Ｔ_ｅｑは、相変化物質の相変化温度であり、
ｕ（＋）は、相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
ｕ（－）は、相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における平衡温度からの温度偏差である、
ことを特徴とし得る。

更に、本システムは、制御装置が、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を、
ＳＯＰ_Ｅ＝ＳＯＰ_０＋α・（Ｒ_ｍｅ－Ｒ_０）
のように求めるように構成され、
式中、
ＳＯＰ_０は基準相状態値であり、熱媒液が液体であり、固体結晶が存在しないときのＳＯＰ_０は好ましくは０であり、
αは、基準抵抗値Ｒ_０に対する測定された電気抵抗の変化を相状態に変換するための係数であり、
Ｒ_ｍｅは、測定された電気抵抗の値であり、
Ｒ_０は、基準抵抗値である、
ことを特徴とし得る。

更に、本システムは、制御装置が、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）を、
ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}＝β・ＳＯＰ_Ｔ＋（１－β）・ＳＯＰ_Ｅ
のように求めるように構成され、
式中、
βは、エンタルピーに基づく相状態測定値の最も精確な予測をもたらす特定の相変化物質のための重み付け値を表す係数であり、βは、好ましくは、
Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、β＝１であり、
Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、β＝１であり、
Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、βは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．０１～０．８の範囲内、より好ましくは０．０５～０．６の範囲内、更に好ましくは０．１０～０．４の範囲内、特に好ましくは０．１５～０．３の範囲内、特に０．２、である、
ように求められ、
式中、
Ｔ_ｍｅは、測定された温度の値であり、
Ｔ_ｅｑは、相変化物質の相変化温度であり、
ｕ（＋）は、相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
ｕ（－）は、相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における平衡温度からの温度偏差である、
ことを特徴とし得る。

更に、本システムは、制御装置が、
ｉ）好ましくは本システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、圧縮器の速度を制御することによって求められた複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
ｉｉ）少なくとも１つの室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように（例えば、所定の回転速度でオンに切り換えるかどうかを）制御することによって、および／または少なくとも１つの室内熱交換器を通る媒熱液の流速を制御することによって、好ましくは、前記室内熱交換器に流体接続されているポンプのポンプ速度、および／または前記室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、求められた少なくとも１つの熱交換器の両端間の相状態の差（ΔＳＯＰ）、
に基づき、伝熱システムの動作を制御するように構成されることを特徴とし得る。

加えて、本システムは、冷却回路が少なくとも１つの更なる室内熱交換器を備え、第３のセンサシステムが冷却回路内の前記更なる室内熱交換器の下流に配設され、第３のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、またはこれらセンサから成り、制御装置が、
ｉ）好ましくは本システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、圧縮器の速度を制御することによって求められた複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
ｉｉ）少なくとも１つの更なる室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように（例えば、所定の回転速度でオンに切り換えるかどうかを）制御することによって、および／または少なくとも１つの更なる室内熱交換器を通る熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されているポンプのポンプ速度、および／または前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、求められた少なくとも１つの更なる熱交換器の両端間の相状態の差（ΔＳＯＰ）、
に基づき、伝熱システムの動作を制御するように構成されることを特徴とし得る。

更なる室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力が室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力と同じになるように本システムが構成される場合は、センサシステムと第３のセンサシステムとから取得した温度情報に基づき、およびセンサシステムと第３のセンサシステムとから取得した電気抵抗情報に基づき、更なる室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるように、制御装置を構成できる。更なる室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力が室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力と異なるように本システムが構成される場合は、第３のセンサシステムと第４のセンサシステムとから取得した温度情報に基づき、および第３のセンサシステムと第４のセンサシステムとから取得した電気抵抗情報に基づき、更なる室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるように、制御装置を構成できる。第４のセンサシステムは冷却回路内の更なる室内熱交換器の上流に配設される。第４のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備える、またはこれらセンサから成る。この場合のΔＳＯＰは、上記の室内熱交換器の場合のΔＳＯＰと同様に求めることができる。

本開示によると、相変化物質を備えた、または相変化物質から成る、熱媒液が冷却回路内を循環する伝熱システムの作動方法は、
相変化物質を備えた、または相変化物質から成る、熱媒液がその内部を循環する伝熱システムの冷却回路内に位置するセンサシステムから温度情報と電気抵抗情報とを取得するステップであって、このセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサを備える、またはこれらセンサから成る、ステップを含み、
本方法は、
取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるステップと、
求められた相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）に基づき、伝熱システムの動作を制御するステップと、
を含むことを特徴とする。

本開示による方法は、本開示によるシステムと同じ諸利点を有する。具体的には、取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるステップにより、制御装置は、熱媒液のＳＯＰを求めるために熱媒液の温度または電気抵抗のみが使用された場合に比べ、ＰＣＭの相転移領域における熱媒液のＳＯＰをより高い精度で求めることができる。前記求められた値に基づき伝熱システムの動作を制御するステップにより、本方法は、室内熱交換器の流路の閉塞を防止でき、更にはその伝熱面への結晶の望ましくない堆積を防止できる。本開示の方法は簡単且つ効果的であり、高価な機器類を必要としない。

本システムにおいて、センサシステムの温度センサは、熱電対ベースのセンサ、サーミスタセンサ、ＲＴＤベースのセンサ、およびこれらの組み合わせから成る群から選択可能である。電気抵抗センサは、導電率センサ（抵抗は電導度の逆数であるので）、較正されたＲＴＤベースのセンサ、およびこれらの組み合わせから成る群から選択可能である。温度・電気抵抗複合センサは、較正されたＲＴＤとすることができる。

本方法において、熱媒液のＰＣＭは、非封入ＰＣＭであることが好ましい。ＰＣＭは、無機ＰＣＭ、好ましくは塩、より好ましくは包接水和物、を含み得る、またはこの無機ＰＣＭから成り得る。包接水和物（ＣＨＳ）、例えば臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）およびトリメチロールエタン（ＴＭＥ）、の電気抵抗は、包接水和物のＳＯＰと相関可能であることが判明している。

本方法は、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるために、
ｉ）熱媒液の温度（Ｔ_ｍｅ）をセンサシステムから取得するステップと、
ｉｉ）熱媒液の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）をセンサシステムから取得するステップと、
ｉｉｉ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を温度（Ｔ_ｍｅ）から求めるステップと、
ｉｖ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求めるステップと、
ｖ）温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、重み付けされた温度成分を求めるステップと、
ｖｉ）第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、重み付けされた電気抵抗成分を求めるステップと、
ｖｉｉ）第１の重み付けされた温度成分と第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるステップと、
を含むことを特徴とし得る。

更に、本システムは、センサシステムが少なくとも１つの室内熱交換器の上流に位置することを特徴とし得る。本システムは、少なくとも１つの室内熱交換器の下流に位置する第２のセンサシステムを備えることができる。この第２のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、またはこれらセンサから成り、本方法は、
ｉ）センサシステムと第２のセンサシステムとから温度情報を取得し、センサシステムと第２のセンサシステムとから電気抵抗情報を取得するステップと、
ｉｉ）取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき、少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるステップと、
ｉｉｉ）求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）に基づき、伝熱システムの動作を制御するステップと、
を含む。

少なくとも１つの室内熱交換器の両端における熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求め、求められたΔＳＯＰに基づきシステムの動作を制御することの利点は、室内熱交換器に送給される冷却が熱媒液の流量に（線形）従属することを保証できる点である。すなわち、冷却効率をより精確に制御できる。

相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるために、本方法は、好ましくは、
ａ）熱媒液の第１の温度（Ｔ_ｍｅ）をセンサシステムから取得し、熱媒液の第２の温度（Ｔ_ｍｅ）を第２のセンサシステムから取得するステップと、
ｂ）第１の熱媒液の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）をセンサシステムから取得し、第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を第２のセンサシステムから取得するステップと、
ｃ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を第１の温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を第２の温度（Ｔ_ｍｅ）から求めるステップと、
ｄ）熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求めるステップと、
ｅ）第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、第１の重み付けされた温度成分を求め、第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、第２の重み付けされた温度成分を求めるステップと、
ｆ）第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第１の重み付けされた電気抵抗成分を求め、第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第２の重み付けされた電気抵抗成分を求めるステップと、
ｇ）第１の重み付けされた温度成分と第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第１の複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求め、第２の重み付けされた温度成分と第２の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第２の複合相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）を求めるステップと、
ｈ）第２の相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）と第１の相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）との間の差を算出することによって、少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるステップと、
を含む。

本方法は、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）が、
Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝０であり、
Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝１であり、
Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．１～０．９の範囲内、より好ましくは０．２～０．８の範囲内、更に好ましくは０．３～０．７の範囲内、特に好ましくは０．４～０．６の範囲内、特に０．５、である、
ように求められ、
式中、
Ｔ_ｍｅは、測定された温度の値であり、
Ｔ_ｅｑは、相変化物質の相変化温度であり、
ｕ（＋）は、相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
ｕ（－）は、相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における平衡温度からの温度偏差である、
ことを特徴とし得る。

更に、本方法は、熱媒液の相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）が、
ＳＯＰ_Ｅ＝ＳＯＰ_０＋α・（Ｒ_ｍｅ－Ｒ_０）
のように求められ、
式中、
ＳＯＰ_０は基準相状態値であり、熱媒液が液体であり、固体結晶が存在しないときのＳＯＰ_０は好ましくは０であり、
αは、基準抵抗値Ｒ_０に対する、測定された電気抵抗の変化を相状態に変換するための係数であり、
Ｒ_ｍｅは、測定された電気抵抗の値であり、
Ｒ_０は、基準抵抗値である、
ことを特徴とし得る。

更に、本方法は、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）が、
ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}＝β・ＳＯＰ_Ｔ＋（１－β）・ＳＯＰ_Ｅ
のように求められ、
式中、
βは、エンタルピーに基づく相状態測定の最も精確な予測をもたらす特定の相変化物質の重み付け値に関する係数であり、βは、好ましくは、
Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、β＝１であり、
Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、β＝１であり、
Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、βは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．０１～０．８の範囲内、より好ましくは０．０５～０．６の範囲内、更に好ましくは０．１０～０．４の範囲内、特に好ましくは０．１５～０．３の範囲内、特に０．２、であり、
式中、
Ｔ_ｍｅは、測定された温度の値であり、
Ｔ_ｅｑは、相変化物質の相変化温度であり、
ｕ（＋）は、相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
ｕ（－）は、相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における平衡温度からの温度偏差である、
ことを特徴とし得る。

更に、本方法は、
ｉ）好ましくは本システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、圧縮器の速度を制御することによって求められた複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
ｉｉ）少なくとも１つの室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように（例えば、所定の回転速度でオンに切り換えるかどうかを）制御することによって、および／または少なくとも１つの室内熱交換器を通る熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記室内熱交換器に流体接続されているポンプのポンプ速度、および／または、前記室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、求められた少なくとも１つの熱交換器の両端間の相状態の差（ΔＳＯＰ）、
に基づき、伝熱システムの動作が制御されることを特徴とし得る。

加えて、本方法は、冷却回路が少なくとも１つの更なる室内熱交換器を備え、第３のセンサシステムが前記更なる室内熱交換器の下流に配設され、第３のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、またはこれらセンサから成り、制御装置は、
ｉ）好ましくは本システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、圧縮器の速度を制御することによって求められた複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
ｉｉ）少なくとも１つの更なる室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように（例えば、所定の回転速度でオンに切り換えるかどうかを）制御することによって、および／または少なくとも１つの更なる室内熱交換器を通る熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されているポンプのポンプ速度、および／または前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、求められた少なくとも１つの更なる熱交換器の両端間の相状態の差（ΔＳＯＰ）、
に基づき、伝熱システムの動作を制御するように構成されることを特徴とし得る。

更なる室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力が室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力と同じである場合は、センサシステムと第３のセンサシステムとから得られた温度情報に基づき、およびセンサシステムと第３のセンサシステムとから得られた電気抵抗情報に基づき、更なる室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めることができる。更なる室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力が室内熱交換器に入る熱媒液の温度および圧力と異なる場合は、第３のセンサシステムと第４のセンサシステムとから得られた温度情報に基づき、および第３のセンサシステムと第４のセンサシステムとから得られた電気抵抗情報に基づき、更なる室内熱交換器の両端間の熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めることができる。第４のセンサシステムは冷却回路内の更なる室内熱交換器の上流に配設され、第４のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備える、またはこれらセンサから成る。このΔＳＯＰは、上記の室内熱交換器の場合と同様に求めることができる。

以下の図および例を参照して、ただし、ここに示されている特定の実施形態に本開示を限定することなく、本開示の主題をより詳細に説明する。

ＰＣＭ ＴＢＡＢの相図を示す。 ＤＳＣによって求められたＰＣＭ ＴＢＡＢの熱流曲線を示す。 経時的に複数の異なる時点におけるＰＣＭ ＴＢＡＢの電導度測定および温度測定の結果を示す。図３のプロットのｘ軸は、時間（分単位）を表し、測定点が取られた時点を示す。 経時的なＰＣＭ ＴＢＡＢの電導度測定および温度測定によってもたらされた電導度（ｙ軸）対温度（ｘ軸）のプロットを示す。 貯熱装置が無い伝熱システムを示す。 貯熱装置を有する伝熱システムを示す。 複数の異なるゾーンを有する伝熱システムを示す。 最も高い冷却負荷を有するシステムのゾーンの制御図を示す。 最も高い冷却負荷より低い冷却負荷を有するシステムのゾーンの制御図を示す。 システムの残りの部分（室外機／温水循環ボックス）の制御図を示す。

例１ － ＰＣＭ ＴＢＡＢの特性の決定

ＰＣＭ ＴＢＡＢの相変化温度を求めるために、伝統的な示差走査熱量計（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）が使用された。その結果は、図２に示されている。

ＳＯＣ／Ｐを求めるために、電導度測定と温度測定とが実施された。この目的のために、２０重量％ＴＢＡＢ水溶液が温度調整用のサーモスタット調温槽内に保持され、電導度を測定するために導電率プローブが使用された。測定結果は図３に示されており、図４に示されている電導度対温度のプロットを描くために使用された。図４に示されている電導度対温度のプロットが両パラメータ間の関係が不明確であることを示していることは注目するに値する。これが示唆し得るのは、温度は、相変化転移期間における相状態を解明するには限界があることである。

例２ － 係数αおよびβの決定

αは、基準抵抗値Ｒ_０に対する測定された電気抵抗変化を相状態に変換するための係数である。

βは、エンタルピーに基づく相状態測定の最も精確な予測をもたらす特定の相変化物質のための重み付け値を表す係数である。βは、
Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、β＝１であり
Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、β＝１であり、
Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、βは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．０１～０．８の範囲内、より好ましくは０．０５～０．６の範囲内、更に好ましくは０．１０～０．４の範囲内、特に好ましくは０．１５～０．３の範囲内、特に０．２、である、
ように求めることができ、
式中、
Ｔ_ｍｅは、測定された温度の値であり、
Ｔ_ｅｑは、相変化物質の相変化温度であり、
ｕ（＋）は、相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
ｕ（－）は、相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における平衡温度からの温度偏差である。

係数αおよびβを特定のＰＣＭを有する熱媒液に適合させるために、エンタルピーに基づく相状態を内部温度および電気抵抗の関数としてプロットできる。この目的のために、相変化領域における特定のＰＣＭを有する熱媒液の加熱曲線を測定するための一連の試験を実施できる。

例３ － 伝熱システムの作動方法

伝熱システムを作動させるために、図７に示されている伝熱システム例のための以下の想定に基づき、制御アルゴリズムを定義できる。
１． ２つ以上の室内機（ファンコイルユニット）が存在する。各室内機は、室温を測定する専用のサーモスタットを有するそれぞれ専用の熱ゾーン（すなわち、室）のために働く。
２． システム制御ために利用可能な主な構成要素は、室内機ファン、分岐弁、圧縮器速度、およびスラリーポンプ速度である。
３． スラリーの相状態（ＳＯＰ）は、測定された電気抵抗（Ｒ）および温度（Ｔ）の関数として求められる。
４． 室／ゾーン毎に、各室内機の両端でほぼ同じ目標ΔＳＯＰが必要とされる。これが意味するのは、各ゾーンに送給される冷却は、各ゾーンへのスラリーの質量流量に伴い、（線形的に）変化することである。

最も高い冷却負荷を有するゾーンの場合、主アルゴリズムは、以下のように説明可能である（例示的制御機構としてＰＩを使用している図８も参照）。
・室内機ファンは、常に（居住者によって選択された）固定速度で稼働している。
・目標ＳＯＰ_ｆｌｏｗを達成するために、圧縮器速度は自動的に調整される。目標ＳＯＰ_ｆｌｏｗは、室の設定点と実際の室温との間のΔＴに応じて設定される。
・室内機の分岐上の弁位置（分流／バイパス弁または調節されたボール弁のどちらか）は、分岐の目標流量に応じて設定される。目標ΔＳＯＰを達成するために、室内機への目標流量が設定される。

より低い冷却負荷を有するゾーンの場合、主アルゴリズムは、以下のように説明可能である（図９も参照）。
・不感帯を有する室温を維持するために、サーモスタットに応じて、室内機ファンがオンまたはオフに切り換わる。
・最も高い冷却負荷を有するゾーンに応じて、室内機へのＳＯＰ_ｆｌｏｗが固定される。
・分岐の目標流量に応じて、室内機の分岐上の弁位置が設定される。目標ΔＳＯＰを達成するために、室内機への目標流量が設定される。

本システムの残りの部分（室外機／温水循環ボックス）のための主制御アルゴリズムは、以下のように説明可能である（図１０も参照）。
・室内熱交換器（ＰＨＥＸ）における目標スラリー流量を達成するために設定されたポンプ速度
・冷媒側で目標過熱を達成するために設定された弁（ＬＥＶ）の開度

ＰＣＭ 相変化物質、ＳＯＰ ＰＣＭを有する熱媒液の相状態、ＳＯＰ_ｆｌｏｗ 室内熱交換器の上流の第１の複合相状態ＳＯＰ値、ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ} 室内熱交換器の下流の第２の複合相状態ＳＯＰ値、 ΔＳＯＰ ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}からＳＯＰ_ｆｌｏｗを引いた値、Ｔ_ｍｅ 熱媒液の温度、Ｔ_ｅｑ ＰＣＭの相変化温度、Ｒ_ｍｅ 熱媒液の測定された電気抵抗、Ｒ_０ 基準抵抗値、ＳＯＰ_Ｔ ＳＯＰの温度成分、ＳＯＰ_Ｅ ＳＯＰの電気抵抗成分、ＳＯＰ_０ 基準相状態値、α 基準抵抗値Ｒ_０に対する、測定された電気抵抗変化を相状態に変換するための電気係数、β 温度係数、ｕ（＋） 相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差、ｕ（－） 相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における平衡温度からの温度偏差、ＴＢＡＢ 臭化テトラブチルアンモニウム、ＴＭＥ トリメチロールエタン、Ｒ ＳＯＰセンサ、すなわち温度および電気抵抗センサ、Ｔ 熱電対、Ｐ 圧力センサ、ＰＨＥＸ プレート熱交換器、ＦＣＵ ファンコイルユニット、Ｔ_{ｉｎｄｏｏｒ} 室内温度、ＬＥＶ 線膨張弁、ＲＴＤ 抵抗温度検出器、ＳＰ 設定点、ｅ（ｔ） 所望の設定点と測定されたプロセス変数との間の差としての誤差値、ＰＩ 比例積分制御装置、Ｖ＿ｆｌｏｗ 体積流量、Ｓｕｐｅｒ＿Ｈｅａｔ 冷媒蒸気の実際温度と冷媒の飽和温度との間の差として測定された過熱

Claims (16)

1. 伝熱システムであって、
   ａ）第１の熱媒液と、圧縮器と、凝縮器と、膨張装置と、室外熱交換器とを備えた冷凍回路と、
   ｂ）相変化物質を備えた、または相変化物質から成る、第２の熱媒液と、前記第２の熱媒液を前記冷却回路の周囲に循環させるためのポンプと、前記第２の熱媒液から前記第１の熱媒液に熱を伝達させるための熱交換器と、冷却対象空間から前記第２の熱媒液に熱を伝達するための少なくとも１つの室内熱交換器とを備えた冷却回路と、
   ｃ）温度センサと電気抵抗センサとを備えた、または温度センサと電気抵抗センサとから成る、前記冷却回路内のセンサシステムであって、前記温度センサと前記電気抵抗センサとが２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現されたセンサシステムと、
   ｄ）温度情報と電気抵抗情報とを前記センサシステムから取得するように構成された制御装置と、
   を備えた伝熱システムにおいて、
   前記制御装置は、
   前記取得された温度情報と前記取得された電気抵抗情報とに基づき、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求め、
   前記求められた複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）に基づき、前記伝熱システムの動作を制御する、
   ように構成されている、伝熱システム。
2. 前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるために、前記制御装置は、
   ｉ）前記熱媒液の温度（Ｔ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、
   ｉｉ）前記熱媒液の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、
   ｉｉｉ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を前記温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、
   ｉｖ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を前記電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、
   ｖ）前記温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、重み付けされた温度成分を求め、
   ｖｉ）前記第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と前記温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、重み付けされた電気抵抗成分を求め、
   ｖｉｉ）前記第１の重み付けされた温度成分と前記第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求める、
   ように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記センサシステムは前記少なくとも１つの室内熱交換器の上流に位置し、前記システムは、前記少なくとも１つの室内熱交換器の下流に位置する第２のセンサシステムを備え、前記第２のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、または前記温度センサと前記電気抵抗センサとから成り、前記制御装置は、
   ｉ）前記センサシステムと前記第２のセンサシステムとから温度情報を取得し、前記センサシステムと前記第２のセンサシステムとから電気抵抗情報を取得し、
   ｉｉ）前記取得された温度情報と取得された電気抵抗情報とに基づき、前記少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の前記熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求め、
   ｉｉｉ）前記求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）に基づき、前記伝熱システムの動作を制御する、
   ように構成され、
   前記少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の前記熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるために、前記制御装置は、好ましくは、
   ｉ）前記熱媒液の第１の温度（Ｔ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、前記熱媒液の第２の温度（Ｔ_ｍｅ）を前記第２のセンサシステムから取得し、
   ｉｉ）前記熱媒液の第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を前記第２のセンサシステムから取得し、
   ｉｉｉ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を前記第１の温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、前記伝熱体の前記相状態（ＳＯＰ）の第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を前記第２の温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、
   ｉｖ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を前記第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を前記第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、
   ｖ）前記第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、第１の重み付けされた温度成分を求め、前記第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と前記温度係数（β）との積を算出することによって、第２の重み付けされた温度成分を求め、
   ｖｉ）前記第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と前記温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第１の重み付けされた電気抵抗成分を求め、前記第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と前記温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第２の重み付けされた電気抵抗成分を求め、
   ｖｉｉ）前記第１の重み付けされた温度成分と前記第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第１の複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求め、前記第２の重み付けされた温度成分と前記第２の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第２の複合相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）を求め、
   ｖｉｉｉ）前記第２の相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）と前記第１の相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）との間の差を算出することによって、前記少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の前記熱媒液の前記相状態の差（ΔＳＯＰ）を求める、
   ように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記制御装置は、前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を、
   Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝０であり、
   Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝１であり、
   Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．１～０．９の範囲内、より好ましくは０．２～０．８の範囲内、更に好ましくは０．３～０．７の範囲内、特に好ましくは０．４～０．６の範囲内、特に０．５、である、
   ように求めるように構成され、
   式中、
   Ｔ_ｍｅは、前記測定された温度の値であり、
   Ｔ_ｅｑは、前記相変化物質の相変化温度であり、
   ｕ（＋）は、前記相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における前記平衡温度からの温度偏差であり、
   ｕ（－）は、前記相変化プロセス中、例えば結晶化中の前記相変化状態の下限における前記平衡温度からの温度偏差である、請求項２または３に記載のシステム。
5. 前記制御装置は、前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を、
   ＳＯＰ_Ｅ＝ＳＯＰ_０＋α・（Ｒ_ｍｅ－Ｒ_０）
   のように求めるように構成され、
   式中、
   ＳＯＰ_０は基準相状態値であり、前記熱媒液が液体であり、固体結晶が存在しないときのＳＯＰ_０は好ましくは０であり、
   αは、前記基準抵抗値Ｒ_０に対する前記測定された電気抵抗の変化を相状態に変換するための係数であり、
   Ｒ_ｍｅは、前記測定された電気抵抗の値であり、
   Ｒ_０は、基準抵抗値である、請求項２～４の何れか一項に記載のシステム。
6. 前記制御装置は、前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）を、
   ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}＝β・ＳＯＰ_Ｔ＋（１－β）・ＳＯＰ_Ｅ
   のように求めるように構成され、
   式中、
   βは、エンタルピーに基づく相状態測定の最も精確な予測をもたらす特定の相変化物質のための重み付け値を表す係数であり、βは、好ましくは、
   Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、β＝１であり
   Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、β＝１であり、
   Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、βは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．０１～０．８の範囲内、より好ましくは０．０５～０．６の範囲内、更に好ましくは０．１０～０．４の範囲内、特に好ましくは０．１５～０．３の範囲内、特に０．２、である、
   ように求められ、
   式中、
   Ｔ_ｍｅは、前記測定された温度の値であり、
   Ｔ_ｅｑは、前記相変化物質の相変化温度であり、
   ｕ（＋）は、前記相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における前記平衡温度からの温度偏差であり、
   ｕ（－）は、前記相変化プロセス中、例えば結晶化中の前記相変化状態の下限における前記平衡温度からの温度偏差である、請求項２～５の何れか一項に記載のシステム。
7. 前記制御装置は、
   ｉ）好ましくは前記システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、前記圧縮器の速度を制御することによって求められた前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
   ｉｉ）前記少なくとも１つの室内熱交換器のファンの回転速度を制御することによって、および／または前記少なくとも１つの室内熱交換器を通る前記熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記室内熱交換器に流体接続されている前記ポンプのポンプ速度、および／または前記室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、前記少なくとも１つの熱交換器の両端間で求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）、
   に基づき、前記伝熱システムの動作を制御するように構成されている、請求項１～６の何れか一項に記載のシステム。
8. 前記冷却回路は、更なる室内熱交換器を少なくとも１つ備え、第３のセンサシステムが前記冷却回路内の前記更なる室内熱交換器の下流に配設され、前記第３のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、または前記温度センサと前記電気抵抗センサとから成り、前記制御装置は、
   ｉ）好ましくは前記システムにおける室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、前記圧縮器の速度を制御することによって求められた前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
   ｉｉ）前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように制御することによって、および／または、前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器を通る前記熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されている前記ポンプのポンプ速度、および／または前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、前記少なくとも１つの更なる熱交換器の両端間で求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）、
   に基づき、前記伝熱システムの動作を制御するように構成されている、請求項１～７の何れか一項に記載のシステム。
9. 相変化物質を備えた、または前記相変化物質から成る、熱媒液が冷却回路内を循環する伝熱システムの作動方法であって、
   相変化物質を備えた、または前記相変化物質から成る、熱媒液が循環する伝熱システムの冷却回路内に位置するセンサシステムから温度情報と電気抵抗情報とを取得するステップであって、前記センサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備える、ステップを含む方法において、
   前記取得された温度情報と前記取得された電気抵抗情報とに基づき、複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるステップと、
   前記求められた相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）に基づき、前記伝熱システムの動作を制御するステップと、
   を更に含んでいる方法。
10. 前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求めるために、
    ｉ）前記熱媒液の温度（Ｔ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、
    ｉｉ）前記熱媒液の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、
    ｉｉｉ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を前記温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、
    ｉｖ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を前記電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、
    ｖ）前記温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、重み付けされた温度成分を求め、
    ｖｉ）前記第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と前記温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、重み付けされた電気抵抗成分を求め、
    ｖｉｉ）前記第１の重み付けされた温度成分と前記第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求める、請求項９に記載の方法。
11. 前記センサシステムは、前記少なくとも１つの熱交換器の上流に位置し、前記システムは、前記少なくとも１つの室内熱交換器の下流に位置する第２のセンサシステムを備え、前記第２のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、または前記温度センサと前記電気抵抗センサとから成り、前記方法は、
    ｉ）前記センサシステムと前記第２のセンサシステムとから温度情報を取得し、前記センサシステムと前記第２のセンサシステムとから電気抵抗情報を取得するステップと、
    ｉｉ）前記取得された温度情報と前記取得された電気抵抗情報とに基づき、前記少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の前記熱媒液の相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるステップと、
    ｉｉｉ）前記求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）に基づき、前記伝熱システムの動作を制御するステップと、
    を含み、
    相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるために、前記方法は、好ましくは、
    ａ）前記熱媒液の第１の温度（Ｔ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、前記熱媒液の第２の温度（Ｔ_ｍｅ）を前記第２のセンサシステムから取得するステップと、
    ｂ）前記熱媒液の第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を前記センサシステムから取得し、第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）を前記第２のセンサシステムから取得するステップと、
    ｃ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を前記第１の温度（Ｔ_ｍｅ）から求め、前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）を前記第２の温度（Ｔ_ｍｅ）から求めるステップと、
    ｄ）前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を前記第１の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求め、前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）を前記第２の電気抵抗（Ｒ_ｍｅ）から求めるステップと、
    ｅ）前記第１の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と温度係数（β）との積を算出することによって、第１の重み付けされた温度成分を求め、前記第２の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）と前記温度係数（β）との積を算出することによって、第２の重み付けされた温度成分を求めるステップと、
    ｆ）前記第１の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と前記温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第１の重み付けされた電気抵抗成分を求め、前記第２の電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）と、１と前記温度係数（β）との間の差、との積を算出することによって、第２の重み付けされた電気抵抗成分を求めるステップと、
    ｇ）前記第１の重み付けされた温度成分と前記第１の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第１の複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）を求め、前記第２の重み付けされた温度成分と前記第２の重み付けされた電気抵抗成分との和を算出することによって、第２の複合相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）を求めるステップと、
    ｈ）前記第２の相状態値（ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）と前記第１の相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）との間の差を算出することによって、前記少なくとも１つの室内熱交換器の両端間の前記熱媒液の前記相状態の差（ΔＳＯＰ）を求めるステップと、
    を含んでいる、請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の温度成分（ＳＯＰ_Ｔ）は、
    Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝０であり、
    Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、ＳＯＰ_Ｔ＝１であり、
    Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、ＳＯＰ_Ｔは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．１～０．９の範囲内、より好ましくは０．２～０．８の範囲内、更に好ましくは０．３～０．７の範囲内、特に好ましくは０．４～０．６の範囲内、特に０．５、である、
    ように求められ、
    式中、
    Ｔ_ｍｅは、前記測定された温度の値であり、
    Ｔ_ｅｑは、前記相変化物質の相変化温度であり、
    ｕ（＋）は、前記相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
    ｕ（－）は、前記相変化プロセス中、例えば結晶化中の前記相変化状態の下限における前記平衡温度からの温度偏差である、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記熱媒液の前記相状態（ＳＯＰ）の前記電気抵抗成分（ＳＯＰ_Ｅ）は、ＳＯＰ_Ｅ＝ＳＯＰ_０＋α・（Ｒ_ｍｅ－Ｒ_０）のように求められ、
    式中、
    ＳＯＰ_０は基準相状態値であり、前記熱媒液が液体であり、固体結晶が存在しないときのＳＯＰ_０は好ましくは０であり、
    αは、前記基準抵抗値Ｒ_０に対する、前記測定された電気抵抗変化を相状態に変換するための係数であり、
    Ｒ_ｍｅは、前記測定された電気抵抗の値であり、
    Ｒ_０は、基準抵抗値である、請求項１０～１２の何れか一項に記載の方法。
14. 前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}）は、
    ＳＯＰ_ｆｌｏｗ，ＳＯＰ_{ｒｅｔｕｒｎ}＝β・ＳＯＰ_Ｔ＋（１－β）・ＳＯＰ_Ｅ
    のように求められ、
    式中、
    βは、エンタルピーに基づく相状態測定の最も精確な予測をもたらす特定の相変化物質のための重み付け値に関する係数であり、βは、好ましくは、
    Ｔ_ｍｅ＞（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、β＝１であり、
    Ｔ_ｍｅ＜（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））であれば、β＝１であり、
    Ｔ_ｍｅ≧（（Ｔ_ｅｑ－ｕ（－））且つ≦（Ｔ_ｅｑ＋ｕ（＋））であれば、βは、＞０と＜１の範囲内、好ましくは０．０１～０．８の範囲内、より好ましくは０．０５～０．６の範囲内、更に好ましくは０．１０～０．４の範囲内、特に好ましくは０．１５～０．３の範囲内、特に０．２、であり、
    式中、
    Ｔ_ｍｅは、前記測定された温度の値であり、
    Ｔ_ｅｑは、前記相変化物質の相変化温度であり、
    ｕ（＋）は、前記相変化プロセス中、例えば融解中の相変化状態の上限における平衡温度からの温度偏差であり、
    ｕ（－）は、前記相変化プロセス中、例えば結晶化中の相変化状態の下限における前記平衡温度からの温度偏差である、請求項１０～１３の何れか一項に記載の方法。
15. 前記伝熱システムの動作は、
    ｉ）好ましくは前記システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、前記圧縮器の速度を制御することによって求められた前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
    ｉｉ）前記少なくとも１つの室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように制御することによって、および／または前記少なくとも１つの室内熱交換器を通る前記熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記室内熱交換器に流体接続されている前記ポンプのポンプ速度、および／または前記室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、前記少なくとも１つの熱交換器の両端間で求められた相状態の差（ΔＳＯＰ）、
    に基づき制御される、請求項９～１４の何れか一項に記載の方法。
16. 前記冷却回路は、更なる室内熱交換器を少なくとも１つ備え、第３のセンサシステムが前記冷却回路内の前記更なる室内熱交換器の下流に配設され、前記第３のセンサシステムは、２つの別個のセンサとして、または１つの温度・電気抵抗複合センサとして、実現された温度センサと電気抵抗センサとを備え、または前記温度センサと前記電気抵抗センサとから成り、前記制御装置は、
    ｉ）好ましくは前記システム内の室内熱交換器の最も高い冷却負荷に応じて、前記圧縮器の速度を制御することによって求められた前記複合相状態値（ＳＯＰ_ｆｌｏｗ）、および／または、
    ｉｉ）前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器のファンをオンまたはオフに切り換えるように制御することによって、および／または前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器を通る前記熱媒液の流量を制御することによって、好ましくは、前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されている前記ポンプのポンプ速度、および／または前記少なくとも１つの更なる室内熱交換器に流体接続されている弁の開度、を制御することによって、求められた前記少なくとも１つの更なる熱交換器の両端間の相状態の差（ΔＳＯＰ）、
    に基づき、前記伝熱システムの動作を制御するように構成されている、請求項９～１５の何れか一項に記載の方法。

Images